污水處理及回用培訓(xùn)第五節(jié)廢水生物處理技術(shù)1

1、污水處理(w shu ch l)及回用培訓(xùn)第五節(jié) 廢水生物處理(chl)技術(shù)1主講：技術(shù)部煙臺金正環(huán)?？萍加邢薰竟踩隧撉把?qin yn) 生物處理的目的是去除有機(jī)(yuj)物植物性營養(yǎng)物以及通過生物絮凝去除膠體，同時也可以獲得能量和產(chǎn)品。其主要機(jī)理是微生物代謝，生物處理工藝廣泛應(yīng)用于城市污水和各類有機(jī)(yuj)工業(yè)廢水處理。按照微生物對氧的需求，生物法分為好氧、厭氧（含缺氧）兩類；按微生物生長方式分為懸浮生長、固著生長、混合生長3 類。常用的好氧生物處理工藝包括：普通活性污泥法、氧化溝、間歇式活性污泥法、生物接觸氧化法、生物轉(zhuǎn)盤以及曝氣生物濾池等。常用的厭氧生物處理工藝包括：水解酸化池

2、、普通厭氧消化池、厭氧接觸法、厭氧濾池、升流式厭氧污泥床反應(yīng)器（UASB）、厭氧流化床以及EGSB 反應(yīng)器、IC 反應(yīng)器等。通常在廢水處理工程實(shí)踐中，往往是將厭氧、缺氧、好氧工藝進(jìn)行合理組合，以彌補(bǔ)不同處理方法的缺陷，達(dá)到理想的處理效果。A/O 脫氮工藝、A/A/O 同步脫氮除磷工藝等都是多種處理方法相結(jié)合的組合工藝。共三十八頁一、生物(shngw)脫氮工藝廢水中的氮主要以氨氮和有機(jī)氮形式存在，通常不含或僅含有少量的亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮。在未經(jīng)處理的廢水中，氮有可溶性的或顆粒狀的。可溶性有機(jī)氮主要以尿素和氨基酸的形式存在。一部份顆粒性有機(jī)氮在初沉池中可以去除。在生物處理過程中，大部分顆粒性有機(jī)

3、氮轉(zhuǎn)化成氨氮和其它無機(jī)氮。活性污泥法（A/O 工藝）是生物脫氮的主要形式。生物脫氮主要是靠一些專性細(xì)菌實(shí)現(xiàn)氮的形態(tài)轉(zhuǎn)化，最終生成無害的氮?dú)?，從水體中脫出。工藝原理1.氨化在氨化菌的作用下，有機(jī)氮化合物分解，轉(zhuǎn)化為NH3-N，以氨基酸為例，其反應(yīng)式為：RCHNH2COOH+O2RCOOH+CO2+NH32.硝化生物硝化作用是利用化能自養(yǎng)微生物將氨氮氧化成硝酸鹽的一種生化反應(yīng)過程。硝化作用由兩類化能自養(yǎng)細(xì)菌參與，亞硝化單胞菌首先將氨氮NH3-N 氧化成亞硝酸鹽NO2-N，硝化桿菌再將NO2-N氧化成穩(wěn)定(wndng)狀態(tài)的硝酸鹽NO3-N。后一反應(yīng)較快，一般不會造成NO2N 的積累。反應(yīng)過程如下：

4、 第一步，氨轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽：NH4+3/2O2NO2-+2H+H2O-E E=278.42kJ 第二步，亞硝酸鹽為硝酸鹽：NO2-+1/2O2NO3-+2H+ -E E=72.58kJ共三十八頁一、生物(shngw)脫氮工藝 這兩個過程都是釋放能量過程，亞硝酸鹽和硝酸菌就是利用這兩個過程釋放的能量來合成新細(xì)菌體和維持(wich)正常的生命活動?？偡磻?yīng)式為：NH4+2O2NO3-+2H+H2O -E E=351kJ綜合氨氧化和細(xì)胞體合成反應(yīng)式如下：NH4+1.83O2+1.98HCO3-0.02C5H7O2N+0.98NO3-+1.88H2+1.04H2O 3.反硝化生物硝化工藝可去除廢水中的有

5、機(jī)氮和氨氮，出水中的氮以硝酸鹽的形式存在，本工程中不僅要去除有機(jī)氮和氨氮還要去除硝酸鹽氮，因此必須在生物硝化工藝的基礎(chǔ)上采用生物反硝化工藝，即A/O 工藝。 生物反硝化系指污水中的硝酸鹽，在缺氧條件下，被微生物還原為氮?dú)獾纳磻?yīng)過程，參與這一生化反應(yīng)的微生物是反硝化細(xì)菌，這是一類大量存在于活性污泥中的兼性異養(yǎng)菌，如產(chǎn)堿桿菌、假單胞菌等菌屬均能均能進(jìn)行生物反硝化。在有氧存在的好氧狀態(tài)下，反硝化菌能進(jìn)行好氧生物代謝，氧化分解有機(jī)污染物，去除BOD5；在無分子氧但存在硝酸鹽的條件下，反硝化細(xì)菌能利用NO3-中的氧（又稱為化合態(tài)或硝態(tài)氧），繼續(xù)分解代謝有機(jī)污染物，去除BOD5，并同時將NO3-中的氮

6、轉(zhuǎn)化為氮?dú)狻９踩隧撘?、生?shngw)脫氮工藝反硝化過程分兩步進(jìn)行：第一步由硝酸鹽轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽，第二步由亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化為一氧化氮、氧化二氮和氮?dú)?dn q)：NO3-NO2-NON2ON2事實(shí)上這只是硝酸鹽還原的其中一個過程異化過程。在異化過程的同時，還有一個同化過程，硝酸鹽轉(zhuǎn)化成氨氮用于細(xì)胞合成。在反硝化過程中要有含碳有機(jī)物作為該過程中的電子供體，碳源既可以是污水或細(xì)胞體內(nèi)碳源，也可以外部投加。以采用甲醇作為碳源，反應(yīng)過程如下：第一步： 6NO2-+2CO2+4H2O第二步：6NO2-+3CH3OH3N2+3CO2+3H2O+6OH-總反應(yīng)式為：6NO3-+5CH3OH5CO2+3N2

7、+7H2O+6OH-典型的同化作用反應(yīng)如下：3NO2-+14CH3OH+CO2+3H+3C5H7O2N+19H2O同化作用和異化作用綜合反應(yīng)式為：NO2-+1.08CH3OH+CO2+H+0.065C5H7O2N+0.47N2+2.44H2O+0.76CO2共三十八頁二、MBR 工藝(gngy)一、原理MBR（膜生物反應(yīng)器）工藝的工作原理：首先通過活性污泥來去除水中可生物降解的有機(jī)污染物，然后采用膜將凈化后的水和活性污泥進(jìn)行固液分離。中空絲膜的孔徑在0.4m 左右，能夠截留住活性污泥以及絕大多數(shù)的懸浮物，取得清澈的出水。為了使得膜能夠連續(xù)長期穩(wěn)定的使用，在中空絲膜的下方以一定強(qiáng)度的空氣不斷對膜

8、進(jìn)行抖動，既起到為生物氧化供氧作用，又防止活性污泥附著在膜的表面造成膜的污染。 二、MBR 工藝的優(yōu)點(diǎn) 1.運(yùn)行管理方便 傳統(tǒng)的好氧活性污泥處理工藝，會出現(xiàn)污泥膨脹現(xiàn)象，使得系統(tǒng)不能正常運(yùn)行、出水不達(dá)標(biāo)。而污泥膨脹不會影響MBR 系統(tǒng)的正常運(yùn)行和出水水質(zhì)，因此運(yùn)行管理極為方便。 2.占地面積小 傳統(tǒng)的活性污泥工藝的活性污泥濃度一般在30005000mg/l，而MBR 工藝的活性污泥濃度一般在800012000mg/l，且不需生化沉淀池，故大大減少了占地面積和土建投資。 3.處理水質(zhì)穩(wěn)定 中空絲膜能夠截留幾乎(jh)所有的微生物，尤其是針對難以沉淀的、增殖速度慢的微生物，因此系統(tǒng)內(nèi)的生物相極大豐

9、富，活性污泥馴化、增量的過程大大縮短，處理的深度和系統(tǒng)抗沖擊的能力得以加強(qiáng)，處理水質(zhì)穩(wěn)定。 4.動力消耗低 中空絲膜所需的吸引壓力僅為0.10.4 公斤/cm2 左右，動力消耗低。共三十八頁三、水質(zhì)(shu zh)分析一、水質(zhì)分析基本方法 前已述及，水質(zhì)分析應(yīng)包括水的物理、化學(xué)和微生物學(xué)性質(zhì)的分析。就基本分析而言，可分為 （1）物理和化學(xué)分析 （2）生物和微生物學(xué)分析兩大類。 分析化學(xué)是一門研究各種化合物或混合物的化學(xué)組成的分析方法和分析步驟的科學(xué)。它是水質(zhì)物理和化學(xué)分析的理論基礎(chǔ)。 分析化學(xué)可以分為定性分析和定量分析兩個部門。定性分析又可以分為無機(jī)定性分析和有機(jī)定性分析。其目的是鑒定化合物或

10、混合物是由哪些組分（元素、離子、基團(tuán)(j tun)或化合物）所組成。定量分析也可以分為無機(jī)定量分析和有機(jī)定量分析兩部分，它們的任務(wù)是測定物質(zhì)各組分的含量。 在一般化學(xué)分析的工作程序上總是定性分析先于定量分析，因?yàn)橹挥惺紫攘私馕镔|(zhì)的定性組成，然后才能選擇適當(dāng)?shù)亩糠治龇椒?。測出所含元素或離子等的含量。然而，在水質(zhì)分析工作中，由于天然水、工業(yè)用水和生活污水所含成分一般都已知道；工業(yè)廢水性質(zhì)雖然復(fù)雜，但其成分也可以從該工廠所使用的原料和生產(chǎn)工藝過程等概略地推測，故除特殊情況外，水的定性分析很少應(yīng)用。不過，由于環(huán)境保護(hù)工作的深入發(fā)展，有時為了了解某些工業(yè)廢水和天然水的全面組成或某些水質(zhì)處理過程的中間產(chǎn)

11、物等，也需要進(jìn)行定性分析。共三十八頁三、水質(zhì)(shu zh)分析定性分析是應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)，將待測的元素或離子轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂心承┨厥庑再|(zhì)的新化合物。如:（1）發(fā)生特殊的顏色；（2）析出具有一定形狀的沉淀物；（3）發(fā)生可以識別(shbi)的氣體；（4）原有顏色的變化及；（5）原有沉淀物的溶解等；根據(jù)這些化學(xué)反應(yīng)結(jié)果和新化合物的特殊性質(zhì)，即可判斷試樣中是否含有某種成分。定量分析主要是應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)不滅定律和當(dāng)量定律來測定試樣中各組分的含量。定量分析按其分析時采用的方法。主要可分為：（1）重量分析；（2）容量分析；（3）光學(xué)分析（如比色分析、比濁分析、光譜分析等）；（4）電化學(xué)分析（如極譜分析、電位分析

12、等）；（5）色譜分析（如氣相色譜、液相色譜）。共三十八頁三、水質(zhì)(shu zh)分析 光學(xué)分析、電化學(xué)分析、色譜分析等都是利用待測組分的某種物理性質(zhì)或物理化學(xué)性質(zhì)來進(jìn)行分析測定的。在分析時往往需要應(yīng)用比較精密和比較復(fù)雜的儀器。所以有時也稱為儀器分析。在水質(zhì)分析中最常用到的儀器有紫外可見分光光度計(jì)、原子吸收分光光度計(jì)、氣相色譜儀等。有時還根據(jù)水質(zhì)分析的特點(diǎn)制成專用的儀器。如測汞儀、溶解氧儀、生化需氧量測定儀、總有機(jī)碳測定儀等。儀器分析具有快速、準(zhǔn)確、靈敏等優(yōu)點(diǎn)，還便于自動連續(xù)測定。因而發(fā)展很快，有著廣闊的應(yīng)用前途。但目前有的儀器價格較高，平時維護(hù)（如需恒溫、恒濕、防震(fngzhn)等）和對操作

13、人員的要求也較高。因此，在大多數(shù)水質(zhì)分析工作中，儀器分析和普通的化學(xué)分析是相輔相成、互為補(bǔ)充的，其中，普通的化學(xué)分析法仍居于重要的、基礎(chǔ)的地位。共三十八頁三、水質(zhì)(shu zh)分析二、容量分析計(jì)算1. 容量分析概述 在普通的化學(xué)定量分析中，重量分析可以得到相當(dāng)準(zhǔn)確的測定結(jié)果。因此常被用來作為基準(zhǔn)測定。但重量分析手續(xù)繁雜、十分費(fèi)時，在一般情形下都盡量避免采用。在水質(zhì)分析中，由于水中所含雜質(zhì)通常都非常微少，所以除了固體測定等少數(shù)項(xiàng)目外，很少應(yīng)用重量分析法。而容量分析比重量分析要簡便得多，精確度又比較高，故在水質(zhì)分析中用得很多。 容量分析是將一種已知準(zhǔn)確濃度的試劑溶液加到被測物質(zhì)的溶液中，使它們發(fā)

14、生化學(xué)反應(yīng)，然后根據(jù)該試劑溶液的濃度以及與被測物質(zhì)完全反應(yīng)時所消耗的體積，通過等當(dāng)量數(shù)的關(guān)系來計(jì)算被測物質(zhì)的含量。 很顯然，并不是任何化學(xué)反應(yīng)都能適用于容量分析的。在水質(zhì)分析中，能用作容量分析的反應(yīng)，必須符合下列要求：（1）反應(yīng)進(jìn)行迅速，能在瞬間完成。速度較慢的反應(yīng)，可通過加熱或催化劑等方法來解決(jiju)；（2）反應(yīng)必須按等當(dāng)量數(shù)進(jìn)行，不能有副反應(yīng)發(fā)生；（3）要有恰當(dāng)?shù)闹甘緞┗蚱渌锢砘瘜W(xué)方法來指示等當(dāng)點(diǎn)的到達(dá)；（4）必須排除對反應(yīng)有干擾的物質(zhì)。 共三十八頁三、水質(zhì)(shu zh)分析容量分析按其反應(yīng)形式的不同，可分為兩大類： （1）基于離子之間發(fā)生結(jié)合反應(yīng)的方法，屬于這一類的有：中和滴定

15、法、絡(luò)合滴定法和容量沉淀法。 （2）基于離子或單質(zhì)之間發(fā)生電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)的方法。屬于這一類的有:氧化還原滴定法。2. 容量分析計(jì)算的基本公式當(dāng)量定律的作用 容量分析計(jì)算的基礎(chǔ)是當(dāng)量定律。 當(dāng)量定律是：各物質(zhì)相互作用時，它們的重量比等于它們的當(dāng)量比。 根據(jù)當(dāng)量定律我們知道：參加反應(yīng)的物質(zhì)總是以相同(xin tn)的克當(dāng)量數(shù)或毫克當(dāng)量數(shù)進(jìn)行反應(yīng)的。也就是說：在一個化學(xué)反應(yīng)中，參加反應(yīng)的一種物質(zhì)（甲）的克當(dāng)量數(shù)總是等于另一種物質(zhì)（乙）的克當(dāng)量數(shù)。共三十八頁三、水質(zhì)(shu zh)分析 因此，我們可以說： 1 W 克的甲物質(zhì)與2 W 克的乙物質(zhì)是“化學(xué)相當(dāng)(xingdng)”的。 如果甲物質(zhì)也能與丙物質(zhì)

16、互相反應(yīng)，那么，在反應(yīng)中甲物質(zhì)的克當(dāng)量數(shù)也應(yīng)等于丙物質(zhì)的克當(dāng)量數(shù)。 同樣，我們可以說： 1 W 克的甲物質(zhì)與3 W 克的丙物質(zhì)也是化學(xué)相當(dāng)?shù)?。這時，不論乙物質(zhì)與丙物質(zhì)能否直接發(fā)生反應(yīng)，我們都可以說： 2 W 克的乙物質(zhì)與3 W 克的丙物質(zhì)是化學(xué)相當(dāng)?shù)摹?所以，在化學(xué)中，根據(jù)當(dāng)量定律，我們可以求出任何兩種物質(zhì)之間的化學(xué)相當(dāng)關(guān)系。在容量分析的計(jì)算中，有兩個基本公式。共三十八頁三、水質(zhì)(shu zh)分析這個公式可以用來：計(jì)算兩種溶液相互作用的體積；用一種標(biāo)準(zhǔn)溶液來標(biāo)定(bio dn)另一種溶液；計(jì)算一種溶液稀釋后的濃度；計(jì)算兩種濃度不同的同質(zhì)溶液混合后的濃度等。共三十八頁三、水質(zhì)(shu zh)分

17、析這個公式可以用來： 計(jì)算配制一種溶液所需固體物質(zhì)的重量；計(jì)算一定重量的固體物質(zhì)配成溶液后的當(dāng)量濃度；計(jì)算溶液和固體物質(zhì)之間相互作用時的定量關(guān)系（如用固體基準(zhǔn)物質(zhì)來標(biāo)定一溶液的當(dāng)量濃度；求為與一溶液完全作用時所需的固體物質(zhì)質(zhì)量）；求被測物質(zhì)的含量等。下面舉幾個(j )例子來說明這兩個基本公式的應(yīng)用。例1 中和1000 毫升0.125ON 的HCl 溶液，需用0.1000N 的NaOH 溶液多少毫升？共三十八頁三、水質(zhì)(shu zh)分析例2 現(xiàn)有480.0 毫升(ho shn)0.1725N 的H2SO4 溶液，要將它配制成0.1700N 的溶液，需要加入多少毫升(ho shn)的蒸餾水？解設(shè)

18、需要加入x 毫升蒸餾水。共三十八頁三、水質(zhì)(shu zh)分析例3 今有0.2850N 的HCl 溶液300.0 毫升，需加入多少毫升0.4200N 的HCl 溶液才能得到0.3000N的HCl 溶液？解設(shè)所需加入的0.4200N 的HCl 溶液為x 毫升，根據(jù)(gnj)混合前后的毫克當(dāng)量數(shù)應(yīng)相等的原則，得0.2850 300.0 + 0.4200 x = 0.3000(300.0 + x) ，故x = 37.5(毫升)答需加入0.4200N HCl 溶液37.50 毫升。例4 欲配制約0.1N 的HCl 溶液600 毫升。需量取比重為1.19(含HCl 37%)的濃鹽酸多少毫升？解600 毫

19、升0.1N 的HCl 溶液的毫克當(dāng)量數(shù)為共三十八頁三、水質(zhì)(shu zh)分析例5 欲制0.1000N 的K2Cr2O7 溶液1 升，用于氧化還原反應(yīng)中，問需稱取純K2Cr2O7 多少(dusho)克？解在氧化還原反應(yīng)中K2Cr2O7 的當(dāng)量為共三十八頁三、水質(zhì)(shu zh)分析例6 標(biāo)定一KMnO4 溶液的濃度時，將稱得的純草酸（H2C2O42H2O）0.2534 克溶于蒸餾水中，用欲標(biāo)定的KMnO4 溶液滴定到終點(diǎn)。用去19.85 毫升，試計(jì)算此KMnO4 溶液的當(dāng)量濃度。解KMnO4 與草酸的反應(yīng)(fnyng)是氧化還原反應(yīng)(fnyng)，可用離子方程式表示如下：共三十八頁三、水質(zhì)(s

20、hu zh)分析例7 假設(shè)完全中和0.2648 克不純的碳酸鈉，用去0.1970NHCl 溶液24.45 毫升，試計(jì)算此樣品中純碳酸鈉的百分含量(hnling)。解在此中和反應(yīng)中。碳酸鈉Na2CO3 的當(dāng)量為共三十八頁三、水質(zhì)(shu zh)分析例8 在用溫克勒法測定水中的溶解氧時，經(jīng)過一系列的化學(xué)操作，使溶解氧轉(zhuǎn)化為游離碘。最后用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。如果取100.0 毫升水樣。滴定時用去0.0250N 的Na2S2O2 標(biāo)準(zhǔn)溶液4.20 毫升，求水樣中的溶解氧含量(hnling)。解根據(jù)化學(xué)相當(dāng)?shù)脑瓌t。盡管硫代硫酸鈉是與游離碘相作用而未與溶解氧直接反應(yīng)，但此游離碘的量是與水中溶解氧量化學(xué)

21、相當(dāng)?shù)?。共三十八頁四、水質(zhì)(shu zh)分析結(jié)果的表示方法 水質(zhì)分析結(jié)果的表示方法因不同的水質(zhì)項(xiàng)目而異。 一些物理性水質(zhì)指標(biāo)常常有它們各自的單位。例如水溫以攝氏度數(shù)表示，渾濁度以毫克（SiO2）/升或度表示，電導(dǎo)率用微姆歐/厘米表示，嗅味則可描述其性質(zhì)等等。 對于化學(xué)性水質(zhì)指標(biāo)。由于天然水和各種廢水、污水中所含的化合物或元素的量通常都是很低的，因此水質(zhì)化學(xué)分析的結(jié)果一般都不象普通分析化學(xué)中那樣用百分(bi fn)含量表示，而是采用以下幾種常用的單位。 一、毫克/升（mg/1） 每升水中所含被測物質(zhì)的毫克數(shù)。這是最廣泛采用的一種單位。它不僅適用于水中離子狀態(tài)的物質(zhì)，也可用于不離解的分子狀態(tài)或膠

22、體狀態(tài)的物質(zhì)乃至溶解于水中的氣體。 二、百萬分率（ppm） 水中所含被測物質(zhì)的重量占水樣重量的百萬分之分?jǐn)?shù)。這在一些英文資料文獻(xiàn)中是常見的。當(dāng)水樣的比重為1.00000 時，1 毫克/升恰好等于百萬分之一，即1 毫克/升=1ppm。由于天然水和大多數(shù)廢水、污水的比重都近似于1，因此實(shí)際上常將毫克/升數(shù)與百萬分率相混用，但對于某些比重與1 相差稍大的工業(yè)廢水、污泥或海水等，兩者就不能視為相等了。共三十八頁四、水質(zhì)分析(fnx)結(jié)果的表示方法 三、微克/升（g/1） 每升水中所含被測物質(zhì)的微克數(shù)。對于一些極微量的物質(zhì)需要用到這種更小的單位。與此相應(yīng)，也有十億分率（ppb）。對于比重近似于1 的水樣

23、。1 微克/升=1ppb。 四、毫克當(dāng)量/升（me/1 或meq/1） 每升水中所含被測物質(zhì)的毫克當(dāng)量數(shù)。這種表示方法可以清楚地說明水中離子間數(shù)量上的比例和便于檢查分析結(jié)果的準(zhǔn)確度，也便于根據(jù)化學(xué)相當(dāng)?shù)脑瓌t，將一種被測物質(zhì)直接轉(zhuǎn)換成用另一種物質(zhì)來表示。 此外，有些水質(zhì)項(xiàng)目的分析結(jié)果還有另外的一些單位，如硬度和堿度就常有用“度”等好幾種表示方法的。水質(zhì)的生物和微生物學(xué)指標(biāo)也有它們自己的表示方法。 水樣的采集和保存是水質(zhì)分析的重要環(huán)節(jié)。要想獲得準(zhǔn)確、全面的水質(zhì)分析資料，首先必須使用正確(zhngqu)的采樣方法和水樣保存方法并及時送樣分析化驗(yàn)。如果這個環(huán)節(jié)沒有做好，那么，即使分析化驗(yàn)操作嚴(yán)格細(xì)致、

24、準(zhǔn)確無誤，其結(jié)果也是毫無意義的。甚至得出錯誤的結(jié)論，耽誤了工作。共三十八頁五、水樣采集和保存(bocn)的主要原則水樣采集和保存的主要原則是：(1)水樣必須具有足夠(zgu)的代表性；(2)水樣必須不受任何意外的污染。共三十八頁六、采樣(ci yn)布點(diǎn) 水樣的代表性是指樣品中各種組分的含量都應(yīng)符合被測水體的真實(shí)情況。為了得到具有真實(shí)代表性的水樣就必須選擇恰當(dāng)?shù)牟蓸游恢?，合理的采樣時間和先進(jìn)的采樣技術(shù)。 一、采樣布點(diǎn) 在采集水樣之前，必須做好有關(guān)的調(diào)查和了解。例如對于(duy)水體的采樣，應(yīng)事先了解流域范圍內(nèi)城市和工業(yè)的布局及廢水排放情況，農(nóng)業(yè)區(qū)化肥和農(nóng)藥的使用及污水灌溉情況以及河流的流量、河

25、床寬度和深度等水文情況。對于(duy)工業(yè)廢水的采樣，則應(yīng)事先了解工廠性質(zhì)、產(chǎn)品和原材料、工藝流程、物料衡算、下水管道的市局、排水規(guī)律以及廢水中污染物的時、空量的變化等。 由于被分析的水體性質(zhì)和分析目的、分析項(xiàng)目的不同，采樣布點(diǎn)的要求和原則也不盡相同。 1.水體采樣布點(diǎn) 采樣布點(diǎn)通常應(yīng)包括兩個方面的含意： (1)在水體系統(tǒng)中選擇合適的采樣地段(斷面)和 (2)在所選地段上的具體采樣位置，即采樣點(diǎn)。布點(diǎn)的方法要視具體情況而定。共三十八頁六、采樣(ci yn)布點(diǎn)（1）采樣斷面的布設(shè) 對于一般的江河水系，至少應(yīng)在污染源(有時也可將一座城市或工業(yè)區(qū)看作是二個大污染源)的上游、中游和下游布設(shè)三個采樣斷

26、面： 上游斷面作為對照斷面(或稱清潔斷面)，用以了解河流在基本上未受到污染時的水質(zhì)(shu zh)情況； 中游斷面作為檢測斷面(或稱污染斷面)，應(yīng)設(shè)在污染源排放目的緊接下游但與河水混合較均勻的地段。將此斷面的水質(zhì)與清潔斷面相對照，便可用以了解水質(zhì)污染的情況與程度； 下游斷面作為結(jié)果斷面，通常應(yīng)設(shè)污染源的更下游處，用來表明河流流經(jīng)該城市或工業(yè)區(qū)范圍后污染的最終結(jié)果，也反映給下游河段造成污染的情況。有時下游斷面設(shè)在河流基本達(dá)到自凈的地段。這時該斷面可稱為自凈斷面，用以了解水體自凈的能力，(圖5-2)。共三十八頁六、采樣(ci yn)布點(diǎn) 2.工業(yè)廢水和生活污水(w shu)的采樣布點(diǎn) 工業(yè)廢水的采

27、樣點(diǎn)往往要根據(jù)分析的目的來確定，并與生產(chǎn)工藝有關(guān)，通常選擇在工廠的總排放口，車間或工段的排放口以及有關(guān)工序或設(shè)備的排水點(diǎn)。 在排水管道或渠道中流動的廢水，由于管壁的滯留作用，同一斷面的不同部位，流速和濃度都有可能互不相同。因此可在水面以下四分之一或二分之一水深處取樣，作為代表平均濃度的廢水水樣。 在接納廢水入口后的排水管道或渠道中，采樣點(diǎn)應(yīng)布設(shè)在離廢水(或支管)入口約2030 倍管徑的下游處以保證兩股水流的充分混合。 為考察污水處理設(shè)備的處理效果時，應(yīng)對該設(shè)備的進(jìn)水、出水同時取樣。如為了解處理廠總的處理效果，則應(yīng)取總進(jìn)水和總出水的水樣。共三十八頁六、采樣(ci yn)布點(diǎn)3.給水管網(wǎng)的采樣布點(diǎn)

28、給水管網(wǎng)系統(tǒng)中的采樣點(diǎn)通常應(yīng)設(shè)在下列位置：（1）每一個(y )給水廠在接入管網(wǎng)時的結(jié)點(diǎn)；（2）污染物有可能進(jìn)入管網(wǎng)的地方；（3）有選擇的用戶自來水龍頭。在選擇龍頭時應(yīng)考慮到：與給水廠的距離，需水的程度，管網(wǎng)中不同部分所用結(jié)構(gòu)材料等因素。共三十八頁七、采樣(ci yn)時間和頻率 二、采樣時間和頻率 由于廢水的性質(zhì)和排放特點(diǎn)各不相同，因此無論是天然水水質(zhì)還是工業(yè)企業(yè)廢水和城市生活污水的水質(zhì)在不同時間里也往往是有變化的。為了使水樣有代表性，就要根據(jù)分析目的和現(xiàn)場實(shí)際情況來選定采樣的方法。通常，水樣采集的方式有： 1.瞬時水樣 有些工廠的生產(chǎn)工藝過程連續(xù)恒定，廢水中的組分和濃度不隨時間變化，這時可以

29、用瞬時采樣的方法。瞬時水樣采集簡單方便，因此即使對一些水質(zhì)略有變化的廢水或天然水，也可采取隔時的瞬時水樣，特別是有自動監(jiān)測儀器的情況，以積累有統(tǒng)計(jì)意義(yy)的分析數(shù)據(jù)，或繪制濃度一時間關(guān)系曲線，并計(jì)算其平均濃度和高峰濃度。 2.平均混水樣 在一段時間內(nèi)(一般為一晝夜或一個生產(chǎn)周期)，每隔相同的時間分別采集等量的水，然后混合均勻而組成的水樣叫平均混合水樣。此方式多用于幾個性質(zhì)相同的生產(chǎn)設(shè)備排出的廢水，或同一設(shè)備排出的流量恒定但水質(zhì)有變化的廢水。共三十八頁七、采樣(ci yn)時間和頻率 3.平均比例混合水樣 有些工廠由于生產(chǎn)的周期性，不僅影響到廢水的組分和濃廢，也影響廢水的排放量。這時就應(yīng)采集

30、平均比例混合水樣，即在一段時間內(nèi)，每隔相同的時間分別采樣，然后按相應(yīng)的流量比例混合均勻(jnyn)而組成的水樣，或在一段時間內(nèi)，流量大時多取，流量小時少取，然后將所取水樣混合均勻(jnyn)。生活污水亦常采集平均比例混合水樣或平均混合水樣。 4.連續(xù)比例混合水樣 在有自動連續(xù)采樣器的條件下，在一段時間內(nèi)按流量比例連續(xù)采集而混合均勻的水樣。 5.單獨(dú)水樣 有些天然水和廢水中，某些組分的分布很不均勻，如油類或懸浮固體；某些組分在放置過程中很容易發(fā)生變化，如溶解氧或硫化物等。如果從全分析的采樣瓶中取出部份水樣來進(jìn)行這些項(xiàng)目的分析，其結(jié)果往往不夠準(zhǔn)確。這時必須采集單獨(dú)水樣(有的還應(yīng)作現(xiàn)場固定)，分別進(jìn)

31、行分析。共三十八頁七、采樣時間(shjin)和頻率 采樣時間和頻率的選取主要也應(yīng)根據(jù)分析的目的和排污的均勻程度。一般說來，采樣次數(shù)越多的混合水樣，結(jié)果更加準(zhǔn)確，即真實(shí)代表性越好。多數(shù)情況下可在一個生產(chǎn)周期內(nèi)每隔半小時或一小時采樣一次，然后加以混合。如果要采集幾個周期的水樣，也可每隔2 小時取樣一次，但總采樣次數(shù)不應(yīng)少于810 次。對于排污情況復(fù)雜、濃度變化很大的廢水，采樣的時間間隔要適當(dāng)短些，有時需5l0 分鐘就采一次水樣。城市污水(w shu)廠受納數(shù)十個甚至上千個工廠的廢水以及城市的生活污水(w shu)，廢水在流到污水(w shu)廠的，途中已有一定的混和。通?？擅扛粢恍r采樣一次，連續(xù)

32、采集24 小時或8 小時，然后混合，測各組分的平均濃度。 有關(guān)天然水體調(diào)查的采樣時間和頻率已在上一節(jié)中介紹過，不再贅述。共三十八頁八、采樣設(shè)備(shbi)和技術(shù) l.采樣器 采樣器一般是比較簡單的，只要將容器(如水桶、瓶子等)浸入要取樣的水或廢水中，讓它灌滿水，取出后將水樣倒進(jìn)合適的盛水器(貯樣容器)里即可。有時也可直接用盛水器浸入水中采樣。 如果需要從一定深度的水中采樣時，就需要用專門的采樣器。圖5-4 是最常見的一種。這種采樣器是將一個容積為23 升的細(xì)口瓶套入金屬框內(nèi)，框底裝有重物(鉛、鐵或石塊)以增加重量，使采樣器能浸沉到深水中。瓶塞與鉛一根細(xì)繩相連，繩上標(biāo)有水深尺度。當(dāng)采樣器沉至水中

33、預(yù)定的深度時，將細(xì)繩提起，瓶塞便打開，水即可注入瓶中。-般不宜(by)將水注滿全瓶，以防溫度升高而將瓶塞擠出。如果需要測定水中的溶解氧，則應(yīng)完全充滿，而且另有專門的采樣裝置。 有時也可以用泵來抽取水樣。這時應(yīng)在吸水口包兩層尼龍紗網(wǎng)以防止泥砂、碎片等雜物進(jìn)入瓶中。如果要測定痕量金屬，則宜用塑料泵。此外，也有用虹吸管來采樣的，不過要盡量避免虹吸管道過長。圖5-5 是一種利用虹吸原理制成的連續(xù)采樣裝置。它可以用螺旋夾來調(diào)節(jié)采樣速度。共三十八頁八、采樣設(shè)備(shbi)和技術(shù) 總之，采樣器或采樣裝置的種類和方式是很多的。市面上有定型的采樣器供應(yīng)，也有不少是自制的。其基本原則是經(jīng)濟(jì)而合理、安全且方便。下面

34、幾點(diǎn)是在選擇和使用時應(yīng)普遍考慮的： (1)進(jìn)入采樣器或采樣裝置的水樣中，其被測物的濃度應(yīng)該與要取樣的水中相同。一般來說，這一點(diǎn)是容易做到的。但如果被測物是不溶解的或者其比重明顯地與水的比重不同時，它的濃度可能會改變。為了防止這種影響，要調(diào)節(jié)采樣速度，使在采樣裝置內(nèi)的流速盡量與在被采樣的水中流速相同。這稱為“等動力學(xué)采樣（isokinetic sampling）”。同樣的道理，當(dāng)為測定不溶解物質(zhì)而采樣時，采樣裝置的進(jìn)口應(yīng)該面向水流方向。 (2)水樣在采樣裝置內(nèi)流動輸移的過程中，其被測物的濃度不應(yīng)發(fā)生變化。下列情況會影響這一要求的實(shí)現(xiàn)。有些被測物可能會存積在采樣裝置里。例如不溶解固體會沉積在器壁上

35、；溶解性物質(zhì)可能被器壁吸附。有些被測物可能會進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)或生化反應(yīng)。例如含強(qiáng)酸、強(qiáng)堿(qin jin)的廢水可能會腐蝕采樣器，而水樣中的氨可以被器壁上的生物膜所氧化。此外，有的被測物可以從吸附在器壁上的物質(zhì)中或從采樣裝置本身的材料中被釋放出來而進(jìn)入水樣中。側(cè)如溶解氧可因器壁上生物膜內(nèi)細(xì)菌的呼吸作用而釋放:金屬材料或塑料制成的采樣裝置有可能分別析出金屬或有機(jī)物質(zhì)等等。共三十八頁八、采樣(ci yn)設(shè)備和技術(shù) 為了減少這種影響，首先，應(yīng)盡量縮短水樣與采樣裝置接觸的時間。如需要用的采樣管應(yīng)盡量短，管內(nèi)的線速度應(yīng)盡可能大（當(dāng)然，如果必要(byo)的話也還需要服從等動力學(xué)采樣規(guī)劃）。其次采樣器或采樣裝

36、置所用的材料應(yīng)該是對水樣不會發(fā)生污染的；如要測定痕量金屬時，就應(yīng)該選用塑料的器具；但對于高溫或高壓的水樣或要測定低濃度的有機(jī)化合物時則宜選用不銹鋼的采樣器。玻璃制品雖然易碎，但有時是可用的?？傊?，無論哪種采樣裝置，使用前都應(yīng)檢查一下，既不應(yīng)產(chǎn)生對水樣的污染，也不應(yīng)引起其它任何偏頗。第三，一切采樣器或采樣設(shè)備應(yīng)保持清潔，使用前必須清洗干凈。玻璃器皿的洗滌，一般可先用肥皂液或洗滌劑洗刷，再用熱水和冷水洗滌數(shù)次。如果瓶內(nèi)還有不能洗去的有機(jī)污染物固著在器壁上，則應(yīng)用鉻酸洗滌劑洗滌，然后再用清水沖洗干凈。鉻酸洗液是-種具有強(qiáng)烈氧化能力的棕色液體。其配制方法是在375 毫升自來水中溶解100 克工業(yè)用重鉻

37、酸鉀，然后用工業(yè)用濃硫酸慢慢加入至l 升為止。在加入濃硫酸時應(yīng)不斷攪拌。鉻酸洗液可以反復(fù)使用多次，但應(yīng)盡可能避免沖稀。當(dāng)使用過久，或受強(qiáng)烈的還原性物質(zhì)污染以致整個液體的顏色變?yōu)榫G色時，表明其中大部分高價鉻已被還原成低價鉻，失去了氧化能力，應(yīng)予重配。共三十八頁八、采樣設(shè)備(shbi)和技術(shù) 一些不溶解的無機(jī)鹽殘?jiān)蛢?nèi)壁吸附的金屬離子，可用6N 鹽酸或硝酸洗滌。油脂等可用2%氫氧化鈉溶液洗滌，也可用丙酮清洗。聚乙烯塑料制品可用大約1N 的鹽酸來清洗。不要用濃硝酸，因?yàn)檫@有可能在塑料中產(chǎn)生帶有離子交換功能的化學(xué)基團(tuán)。如果(rgu)是橡皮、橡膠制品，則應(yīng)用1%碳酸鈉溶液煮沸，然后用1%鹽酸及清水分別清洗。還要注意應(yīng)避免使用含有被測物的洗滌溶液。如測磷時不要用普通家用洗滌劑，因?yàn)樗幸欢〝?shù)量的磷，測鉻的器皿不要在鉻酸洗液中浸泡。 另外，在設(shè)計(jì)采樣裝置時應(yīng)考慮內(nèi)表面盡量平滑，盡量少有管嘴、閥門和不要有死角、滯流面。瓶蓋和瓶塞的材料一般應(yīng)與瓶子的材料相同。為了避免細(xì)菌和藻類的繁殖，宜采用不透光的采樣管。共三十八頁八、采樣設(shè)備(shbi)和技術(shù)2.盛水器盛水器(水樣瓶)常用聚乙烯或玻璃制成。在一般情況里，這兩種材料都是相當(dāng)滿意的。但對于某些水樣或某些被測物，就需要有所選擇。與前面選擇和使用采樣器或采樣裝置時應(yīng)作的考慮相似，盛水器的選擇應(yīng)考慮到： (1)盛水器的材料可